64位元是处理器架构的核心技术革新，2003年由AMD公司推出AMD64扩展架构，该技术使单条指令可处理64位元数据块，并支持超过4GB的内存寻址能力。其后续发展形成x86-64标准化架构体系，成为个人计算机领域的主流技术方案。该技术通过优化寄存器位宽与内存管理单元，在保持向下兼容32位元软件的同时，显著提升了数据吞吐效率与运算精度。在电子器件层面，64位元架构需要特定的处理器硬件支持，并与操作系统深度协同以实现性能突破。

在x86架构演变过程中，AMD于2003年率先推出64位元扩展技术（AMD64），突破原有32位架构的4GB内存寻址限制。Intel随后推出兼容的Intel 64技术，两者共同构成x86-64标准架构。这一技术革新使处理器可直接访问超过4EB（1EB=10亿GB）的虚拟内存空间，为大规模数据处理奠定硬件基础。

64位元架构通过以下核心机制实现性能突破：

架构设计采用混合执行模式：

实现完整64位元功能需满足三项基础条件：

在游戏开发领域，64位元架构使单进程内存占用突破4GB限制，支持以下技术实现：

截至2025年的，主流游戏引擎（如Unreal Engine 5）已全面采用64位元编译模式，结合DDR5内存的更高带宽，实现性能提升。在工业设计领域，该架构支持CAD软件处理更大内存寻址空间，相较32位系统显著提升了数据处理性能。